DE19629515A1

DE19629515A1 - Hybrid tubular weapon with plasma burner and barrel

Info

Publication number: DE19629515A1
Application number: DE1996129515
Authority: DE
Inventors: Soenke Bleickert; Klaus Dr Schlueter; Peter Scharf; Heinrich Dr Willms
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-01-29

Abstract

The weapon has a system for injecting a liquid propellant into the closed end of the barrel and a plasma burner for generating a light arc in the barrel. The electrical energy of the light arc is coupled into the propellant. An ignition device (36) at the closed barrel end ignites the injected propellant so that the projectile is accelerated by chemical energy during an initial phase. The plasma burner (44) is arranged at a distance from the closed barrel end and is first ignited by the passage of the projectile.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrwaffe zum Verschießen eines Projektils in einem Waffenrohr mit einem geschlossenen hinteren Ende und einer Mündung enthaltend: Mittel zum Einspritzen eines flüssigen Treibmittels in das geschlossene Ende des Waffenrohres und eine Plasmabrenner zur Erzeugung eines Lichtbogens in dem Waffenrohr, wobei durch Reaktion des Treibmittels gebildete Gase den Plasmabrenner passieren, derart, daß die elektrische Energie der Lichtbogen-Entladung in das Treibmittel eingekoppelt wird.The invention relates to a barrel weapon for firing a Projectile in a gun barrel with a closed containing the rear end and a mouth: means for Injecting a liquid propellant into the closed end of the gun barrel and a plasma torch to generate an arc in the gun barrel, wherein gases formed by reaction of the blowing agent Plasma torches happen so that the electrical Energy of the arc discharge into the propellant is coupled.

Eine solche Rohrwaffe ist bekannt aus der DE 38 20 492 C2.Such a barrel weapon is known from DE 38 20 492 C2.

Die DE 38 20 492 C2 zeigt eine Rohrwaffe mit einem elektrisch-chemischen "Hybridantrieb". Flüssiges Treibmittel wird durch einen Kolben in einen Raum am geschlossenen Ende eines Waffenrohres hinter dem Projektil eingespritzt. Das Treibmittel reagiert. Es entstehen Gase, welche das Projektil beschleunigen. In dem Raum hinter dem Projektil sitzt ein Plasmabrenner mit zwei Elektroden, zwischen denen ein Lichtbogen gezündet wird. Die aus der Reaktion der Komponenten des Treibmittels entstehenden Gase werden zwangsweise durch den Plasmabrenner geleitet. Dabei wird die elektrische Energie des in dem Plasmabrenner gezündeten Lichtbogens in die vorbeiströmenden Gase eingekoppelt.DE 38 20 492 C2 shows a barrel weapon with a electro-chemical "hybrid drive". Liquid Propellant is injected into a room by a piston closed end of a gun barrel behind the projectile injected. The blowing agent reacts. There are gases which accelerate the projectile. In the room behind the Projectile sits a plasma torch with two electrodes, between which an arc is ignited. The one from the Reaction of the components of the blowing agent resulting gases are forced through the plasma torch. Here becomes the electrical energy of the in the plasma torch ignited arc in the flowing gases coupled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Rohrwaffen dieser Art die Beschleunigung des Projektils durch bessere Ausnutzung der elektrischen Energie des Lichtbogens und Verbesserung der Druckverteilung im Waffenrohr zu verbessern.The invention has for its object in tubular weapons this way the acceleration of the projectile by better ones Use of the electrical energy of the arc and Improve the pressure distribution in the gun barrel too improve.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daßAccording to the invention this object is achieved in that

(a) at the closed end of the barrel Ignition device for igniting the injected Propellant is provided so that the projectile in an initial phase accelerated by chemical energy will, and
(b) the plasma torch spaced from the closed end the weapon barrel is arranged and
(c) the plasma torch with delay to ignite the Blowing agent only after passing through the projectile is ignited.

Auf diese Weise wird das Projektil zunächst durch chemische Energie bei der Reaktion der Komponenten des Treibmittels beschleunigt. Der Lichtbogen des Plasmabrenners wird mit Verzögerung und im Abstand vom geschlossenen Ende des Waffenrohres gezündet, wenn das Projektil an dem Plasmabrenner vorbeigegangen ist. In diesem Stadium wird das Gas zusätzlich durch den Plasmabrenner aufgeheizt. Es ergibt sich dabei eine günstigere Druckverteilung als wenn diese Aufheizung schon unmittelbar hinter der Einspritz-Stelle des Treibmittels am geschlossenen Ende des Waffenrohres erfolgt. Dann tritt nämlich bei den hohen Geschwindigkeiten schon ein erheblicher Druckabfall an der Länge des Waffenrohres auf.In this way, the projectile is initially chemical Energy in the reaction of the components of the blowing agent accelerates. The arc of the plasma torch is with Delay and distance from the closed end of the Fired barrel when the projectile on the Plasma torch has passed. At this stage the gas is additionally heated by the plasma torch. It this results in a more favorable pressure distribution than if this heating up immediately behind the injection point of the blowing agent at the closed end of the Gun barrel is done. Then namely at the high Already a considerable drop in pressure at the speeds Length of the barrel.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Plasmabrenner in einem vorderen Widerlager eines das geschlossene Ende des Waffenrohres bildenden Gehäuses angeordnet. In einer zwischen dem geschlossenen Ende des Waffenrohres und dem Widerlager koaxial zum Waffenrohr in dem Gehäuse gehaltenen Hülse ist eine Brennkammer gebildet. In die Brennkammer ist das Treibmittel durch die Einspritz-Mittel radial einspritzbar. Von dem geschlossenen Ende des Waffenrohres ragt eine zu dem Waffenrohr und der Brennkammer gleichachsige Zündkerze in die Brennkammer hinein. Die Einspritz-Mittel umfassen einen zwischen der Hülse und dem Gehäuse gebildeten Ringzylinder und in dem Ringzylinder geführte Ringkolbenmittel. Dabei sind die Ringkolbenmittel von zwei gegensinnig beweglichen Ringkolben gebildet.In a preferred embodiment of the invention, the Plasma torch in one of the front abutments closed end of the barrel forming the barrel arranged. In a between the closed end of the Gun barrel and the abutment coaxial to the gun barrel in the housing held sleeve, a combustion chamber is formed. The propellant is in the combustion chamber through the injection means radially injectable. From the closed end of the Gun barrel protrudes to the gun barrel and the Combustion chamber coaxial spark plug in the combustion chamber inside. The injection means include one between the Sleeve and the housing formed ring cylinder and in the Ring cylinder guided ring piston means. Here are the Ring piston means of two oppositely movable Ring piston formed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is below Reference to the accompanying drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt schematisch eine als "Hybridwaffe" ausgebildete Panzerkanone, Fig. 1 shows schematically a trained as "hybrid gun" tank gun,

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse der Panzerkanone von Fig. 1, Fig. 2 shows a longitudinal section through the housing of the tank gun of Fig. 1,

Fig. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen bei der Hybridwaffe von Fig. 1 und 2 verwandten Plasmabrenner, Fig. 3 shows schematically a longitudinal section through the hybrid gun of FIG. 1 and 2 related plasma torch,

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 3. FIG. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 3.

In Fig. 1 ist mit 10 das Waffenrohr einer Panzerkanone bezeichnet. Die Panzerkanone ist auf einer Lafette 12 gelagert. Am geschlossenen Ende des Waffenrohrs 10 sitzt ein Gehäuse 14. Mit 16 ist die Mündung des Waffenrohres 10 bezeichnet.In Fig. 1, 10 denotes the weapon barrel of a tank cannon. The tank cannon is mounted on a carriage 12 . A housing 14 sits at the closed end of the weapon barrel 10 . With 16 the mouth of the gun barrel 10 is designated.

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch das Gehäuse 10. Das Gehäuse 10 weist einen rohrförmigen Mantelteil 18 auf. In das Mantelteil 18 ist am geschlossenen Ende des Waffenrohrs 10 ein erstes Widerlager 20 eingeschraubt. In das Mantelteil 18 ist in das mündungsseitige Ende ein zweites Widerlager 22 eingeschraubt. Mündungsseitig von dem zweiten Widerlager 22 sitzt ein Druckstück 24. Das zweite Widerlager und das Druckstück 24 haben fluchtende Bohrungen 26 bzw. 28, die auch mit der Bohrung des Waffenrohres 10 fluchten und das gleiche Kaliber haben. Zwischen den Widerlagern 20 und 22 sitzt eine Hülse 30 mit einer Bohrung 32. Die Bohrung 33 fluchet mit den Bohrungen 26 und 28, ist gleichachsig zu dem Waffenrohr 10 und hat ebenfalls das gleiche Kaliber wie dieses. Innerhalb der Hülse 30 ist eine Brennkammer 34 gebildet. Fig. 2 shows in enlarged scale a longitudinal section through the housing 10. The housing 10 has a tubular jacket part 18 . A first abutment 20 is screwed into the jacket part 18 at the closed end of the weapon barrel 10 . A second abutment 22 is screwed into the mantle part 18 in the mouth end. A thrust piece 24 is located on the mouth side of the second abutment 22 . The second abutment and the pressure piece 24 have aligned bores 26 and 28 , which are also aligned with the bore of the weapon barrel 10 and have the same caliber. A sleeve 30 with a bore 32 sits between the abutments 20 and 22 . The bore 33 is aligned with the bores 26 and 28 , is coaxial with the weapon barrel 10 and also has the same caliber as this. A combustion chamber 34 is formed within the sleeve 30 .

In die Brennkammer 34 ragt gleichachsig zum Waffenrohr 10 eine elektrische Zündeinrichtung 36. Die Zündeinrichtung 36 ist in das erste Widerlager 20 eingeschraubt.An electrical ignition device 36 projects into the combustion chamber 34 coaxially with the weapon barrel 10 . The ignition device 36 is screwed into the first abutment 20 .

Zwischen dem Mantelteil 18 des Gehäuses 10 und der Hülse 30 ist ein Ringzylinder 38 gebildet. In dem Ringzylinder 38 sind zwei Ringkolben 40 und 42 gegensinnig beweglich geführt. Durch die beiden Ringkolben können Komponenten eines Treibmittels über radiale Bohrungen der Hülse 30 in die Brennkammer 34 eingespritzt werden. Das geschieht ähnlich wie bei der Hybridwaffe der DE 38 20 492 C2 und ist daher hier nicht im einzelnen beschrieben. Das Treibmittel wird dann durch die elektrische Zündeinrichtung 36 gezündet. Es bilden sich durch chemische Reaktionen heiße Gase. Die heißen Gase treiben ein in dem Waffenrohr 10 sitzendes Projektil aus dem Waffenrohr 10 nach rechts in Fig. 2.An annular cylinder 38 is formed between the casing part 18 of the housing 10 and the sleeve 30 . In the ring cylinder 38 , two ring pistons 40 and 42 are guided in opposite directions. Components of a propellant can be injected into the combustion chamber 34 via radial bores of the sleeve 30 through the two annular pistons. This happens similar to the hybrid weapon of DE 38 20 492 C2 and is therefore not described in detail here. The propellant is then ignited by the electrical ignition device 36 . Hot gases are formed through chemical reactions. The hot gases drive a projectile seated in the gun barrel 10 out of the gun barrel 10 to the right in FIG. 2.

In dem zweiten Widerlager 22 sitzt ein Plasmabrenner, der generell mit 44 bezeichnet ist. Der Plasmabrenner 44 ist in Fig. 2 durch ein Oval angedeutet.A plasma torch, generally designated 44 , is located in the second abutment 22 . The plasma torch 44 is indicated by an oval in FIG. 2.

Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, weist das zweite Widerlager 22 zwei diametral einander gegenüberliegende Querbohrungen 46 und 48 auf. In den beiden Querbohrungen 46 und 48 sitzen Elektroden 50 bzw. 52. An die Elektroden 50 und 52 ist eine Spannung zur Erzeugung eines kurzzeitigen Lichtbogens anlegbar. Zu diesem Zweck wird in bekannter und daher nicht besonders dargestellter Weise ein Speicher-Kondensator großer Kapazität aufgeladen und dann an die Elektroden 50 und 52 angelegt. Der Speicher-Kondensator entlädt sich dann in einem Lichtbogen zwischen den Elektroden. Das ist in Fig. 3 und 4 durch einen gezackten Pfeil 54 dargestellt. Der Lichtbogen erzeugt in den vorbeiströmenden Gasen des Treibmittels ein hoch aufgeheiztes Plasma. Damit wird der Druck der Gase weiter erhöht.As can be seen from FIGS. 3 and 4, the second abutment 22 has two diametrically opposite transverse bores 46 and 48 . Electrodes 50 and 52 are seated in the two transverse bores 46 and 48 . A voltage can be applied to the electrodes 50 and 52 in order to generate a brief arc. For this purpose, a storage capacitor of large capacity is charged in a known and therefore not particularly illustrated manner and then applied to the electrodes 50 and 52 . The storage capacitor then discharges in an arc between the electrodes. This is shown in FIGS. 3 and 4 by a serrated arrow 54 . The arc generates a highly heated plasma in the blowing gases flowing past. This further increases the pressure of the gases.

Bei der beschriebenen Rohrwaffe sitzt der Plasmabrenner 44 im Abstand mündungsseitig von dem geschlossenen Ende des Waffenrohrs. Das Projektil 56 (Fig. 3 und 4) wird zunächst nur durch die chemische Reaktion des Treibmittels beschleunigt. Erst wenn das Projektil 56 den Plasmabrenner passiert hat, wird der Plasmabrenner 44 gezündet und der Lichtbogen 54 erzeugt. Damit erfolgt eine weitere Erhitzung und Druckerhöhung des Gases. Dadurch wird das Projektil 56 weiter beschleunigt. Diese weitere Druckerhöhung erfolgt im Abstand von dem geschlossenen Ende des Waffenrohrs 10. Dadurch ist der Druckabfall in den Bohrungen 32 und 26 geringer. Es wird nicht ein hoher Druck durch chemische Reaktion plus Lichtbogen ganz links in Fig. 2 erzeugt, der dann zum Teil an der Bohrung 32 abfällt, sondern die elektrisch bewirkte Druckerhöhung findet weiter mündungsseitig statt und treibt das Projektil an seinem Ort hinter dem Plasmabrenner 44 noch einmal - ohne diesen Druckabfall - an.In the case of the barrel weapon described, the plasma torch 44 sits at a distance on the muzzle side from the closed end of the barrel. The projectile 56 ( FIGS. 3 and 4) is initially only accelerated by the chemical reaction of the propellant. Only when the projectile 56 has passed the plasma torch is the plasma torch 44 ignited and the arc 54 generated. This leads to a further heating and pressure increase of the gas. This accelerates the projectile 56 further. This further pressure increase occurs at a distance from the closed end of the weapon barrel 10 . As a result, the pressure drop in the bores 32 and 26 is lower. A high pressure is not generated by the chemical reaction plus the arc on the far left in FIG. 2, which then drops off in part at the bore 32 , but the electrically induced pressure increase continues on the muzzle side and still drives the projectile in place behind the plasma torch 44 once - without this pressure drop.

Claims

1. barrel weapon for firing a projectile in a weapon barrel ( 10 ) with a closed rear end and a mouth ( 16 ) containing: means ( 38 , 40 , 42 ) for injecting a liquid propellant into the closed end of the weapon barrel ( 10 ) and one Plasma torch ( 44 ) for generating an arc in the weapon barrel ( 10 ), wherein gases formed by reaction of the propellant pass the plasma torch ( 44 ) in such a way that the electrical energy of the arc discharge is coupled into the propellant, characterized in that

(a) an ignition device ( 36 ) for igniting the injected propellant is provided at the closed end of the weapon barrel ( 10 ), so that the projectile is accelerated by chemical energy in an initial phase,
(b) the plasma torch ( 44 ) is arranged at a distance from the closed end of the gun barrel ( 10 ) and
(c) the plasma torch ( 44 ) is ignited with a delay to ignite the propellant only after the projectile ( 56 ) has passed.

2. Pipe weapon according to claim 1, characterized in that the plasma torch ( 44 ) in a front abutment ( 30 ) of the closed end of the weapon barrel ( 10 ) forming the housing ( 14 ) is arranged.

3. barrel weapon according to claim 2, characterized in that

(a) a combustion chamber ( 34 ) is formed in a sleeve ( 30 ) held between the closed end of the weapon barrel ( 10 ) and the abutment ( 22 ) coaxially to the weapon barrel ( 10 ) in the housing ( 14 ) and
(b) the propellant can be radially injected into the combustion chamber ( 34 ) by the injection means ( 38 , 40 , 42 ) and
(c) protrudes from the closed end of the barrel (10) coaxial to the weapon barrel (10) and the combustion chamber (34), ignition apparatus (36) into the combustion chamber (34).

4. Gun barrel according to claim 3, characterized in that the injection means ( 38 , 40 , 42 ) between the sleeve ( 30 ) and the housing ( 14 ) formed ring cylinder ( 38 ) and in the ring cylinder ( 38 ) guided annular piston means ( 40 , 42 ).

5. Gun according to claim 4, characterized in that the annular piston means are formed by two oppositely movable annular pistons ( 40 , 42 ).